(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号により膜面に沿った方向に伸縮する変位膜を有する薄膜層と、
前記薄膜層の両端または周縁を固定し、前記駆動信号による前記変位膜の伸長により、該薄膜層を膜面に垂直な方向に変位させる基板と、を備えた薄膜アクチュエータであって、
前記薄膜層は、非駆動時、膜面に沿った初期の圧縮応力を有し、
前記薄膜層の変位量は、前記圧縮応力の大きさにより変化し、
前記圧縮応力の値は、駆動時、前記薄膜層の変位量を最大にする前記圧縮応力の値よりも小さいことを特徴とする薄膜アクチュエータ。
【請求項２】
駆動信号により膜面に沿った方向に伸縮する変位膜を有する薄膜層と、
前記薄膜層の両端または周縁を固定し、前記駆動信号による前記変位膜の伸長により、該薄膜層を膜面に垂直な方向に変位させる基板と、を備えた薄膜アクチュエータであって、
前記薄膜層は、非駆動時、膜面に沿った初期の圧縮応力を有し、
前記薄膜層の変位量は、前記圧縮応力の大きさにより変化し、
前記圧縮応力の値は、駆動時、前記薄膜層の変位量を最大の略半分にする前記圧縮応力の値よりも小さいことを特徴とする薄膜アクチュエータ。
【請求項３】
前記薄膜層は、
前記変位膜を挟んで形成され、前記駆動信号が印加される２つの電極膜と、
前記２つの電極膜の一方の電極膜に沿って形成され、膜面に沿った応力を有する応力膜と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の薄膜アクチュエータと、
前記基板の裏面に接合され、該基板に形成された開口に連通しインクを吐出するノズル孔が形成されたノズル基板と、を有し、
前記開口の内部は、前記インクを収容し、前記薄膜層の変位により圧力を発生する圧力室であることを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜アクチュエータ、及びインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微小変位を発生させる為のマイクロアクチュエータとして、圧電体や形状記憶合金、バイメタル等を基板の表面に薄い膜状（変位膜）に形成したカンチレバー構造（片もち梁）の薄膜アクチュエータが知られている。薄膜アクチュエータは、変位膜の膜面に沿う伸縮変形を膜面に垂直な方向の変位に効率よく変換することができる為、感度の高い圧力センサや各種駆動素子を構成することができる。
【０００３】
一方、カンチレバー構造（片もち梁）の薄膜アクチュエータは、梁（変位膜）の先端が固定されていない自由端の為、剛性が低く、外力による変形や捩れ等が生じやすいという問題があった。
【０００４】
そこで、このような問題に対応する為、変位膜の両端を固定した両もち梁構造や周縁を固定したダイヤフラム構造にすることにより、変位膜の剛性を高める方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載されているような両もち梁構造やダイヤフラム構造の薄膜アクチュエータは、変位膜の剛性が高くなる為、発生圧力を大きくできる、外部からの力により安定して変形できる、変位膜の中心部を基板に平行に移動できる、密閉構造により気体や液体を移送するポンプに活用できる等の利点がある。
【０００６】
一方、このような梁構造やダイヤフラム構造の薄膜アクチュエータにおいては、変位膜の変位量をより大きくすることが求められている。
【０００７】
そこで、特許文献２では、変位膜の駆動時の変位量を大きくする為、非駆動時の変位量（初期変位量）を小さくする方法が提案されている。具体的には、変位膜に膜面に沿った方向の応力を調整する為の弾性膜を設け、変位膜、弾性膜、及び下電極膜、上電極膜から構成される薄膜層の初期応力が全体として、ゼロまたは引張応力となるように構成することで、非駆動時の変位量（初期変位量）を小さくする方法が提案されている。
【０００８】
また、同様に、特許文献３では、下電極膜を兼用する応力調整用の振動板を設け、薄膜層の初期応力が全体として、ゼロまたは引張応力となるように構成することで、変位量（初期変位量）を小さくする方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１１４４０８号公報
【特許文献２】特許第３６０３９３３号公報
【特許文献３】特許第３４５１６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の方法を以ってしても変位量は充分なものではなかった。
【００１１】
また、薄膜層の初期応力が全体として、ゼロまたは引張応力となる構成としているので、駆動効率が低下するという問題がある。詳細には、このような構成の薄膜アクチュエータにおいては、駆動信号（駆動電圧）により変位膜に膜面に沿って伸長方向の圧縮応力を発生させても、駆動電圧が所定の電圧に達するまでの初期の状態では、固定されている変位膜の両端、または周縁の厚みが増加するのみで、膜面に垂直な方向への変位には至らない領域、すなわち、不感帯域が存在する。薄膜アクチュエータの出力は、膜面に垂直な方向の変位量とその発生力の積となる。この為、初期の不感帯域では薄膜アクチュエータの出力は、略ゼロとなり、入力したエネルギーを出力として取り出すことができず駆動効率が大きく低下する。
【００１２】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、変位量が大きく、且つ駆動効率の優れた薄膜アクチュエータ、及びインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、下記の１から４の何れか１項に記載の発明によって達成される。
【００１４】
１．駆動信号により膜面に沿った方向に伸縮する変位膜を有する薄膜層と、
前記薄膜層の両端または周縁を固定し、前記駆動信号による前記変位膜の伸長により、該薄膜層を膜面に垂直な方向に変位させる基板と、を備えた薄膜アクチュエータであって、
前記薄膜層は、非駆動時、膜面に沿った初期の圧縮応力を有し、
前記薄膜層の変位量は、前記圧縮応力の大きさにより変化し、
前記圧縮応力の値は、駆動時、前記薄膜層の変位量を最大にする前記圧縮応力の値よりも小さいことを特徴とする薄膜アクチュエータ。
【００１５】
２．前記圧縮応力の値は、駆動時、前記薄膜層の変位量を最大の略半分にする前記圧縮応力の値よりも小さいことを特徴とする前記１に記載の薄膜アクチュエータ。
【００１６】
３．前記薄膜層は、
前記変位膜を挟んで形成され、前記駆動信号が印加される２つの電極膜と、
前記２つの電極膜の一方の電極膜に沿って形成され、膜面に沿った応力を有する応力膜と、を有することを特徴とする前記１または２に記載の薄膜アクチュエータ。
【００１７】
４．前記１から３の何れか１項に記載の薄膜アクチュエータと、
前記基板の裏面に接合され、該基板に形成された開口に連通しインクを吐出するノズル孔が形成されたノズル基板と、を有し、
前記開口の内部は、前記インクを収容し、前記薄膜層の変位により圧力を発生する圧力室であることを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、薄膜層は、非駆動時、膜面に沿った初期の圧縮応力を有する構成とし、該初期の圧縮応力の値を、駆動時、薄膜層の変位量を最大にする初期の圧縮応力の値よりも小さくするようにした。
【００１９】
薄膜層の変位量と圧縮応力とは非線形な関係にある。この為、圧縮応力を上記範囲で設定することにより、より大きな変位量を得ることができる。
【００２０】
また、薄膜層は、非駆動時、膜面に沿った初期の圧縮応力、すなわち膜面に沿って伸長方向の初期応力を有する構成とした。該初期の圧縮応力を上記の範囲で適切な値に設定することにより、前述の不感帯域を超えるのに必要な応力を該圧縮応力で賄うことができ、印加する駆動信号（駆動電圧）が小さい場合でも、薄膜層を、駆動電圧に応じて、膜面に垂直な方向へ変位させることができる。これにより、駆動効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る薄膜アクチュエータの製造工程、及び薄膜アクチュエータの初期応力の態様を示す断面模式図である。
【図２】薄膜アクチュエータの駆動変形の態様を示す断面模式図である。
【図３】薄膜層の圧縮応力と変位量の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態に係る薄膜アクチュエータ、及びインクジェットヘッドを説明する。尚、本発明は該実施の形態に限られない。
【００２３】
最初に、本発明の実施形態に係る薄膜アクチュエータの構成、及びその製造方法を図１を用いて説明する。図１（ａ）〜図１（ｍ）は、薄膜アクチュエータ１の製造工程、及び薄膜アクチュエータ１に発生させる非駆動時の応力（以下、初期応力とも記する）の態様を示す断面模式図である。
【００２４】
最初に、基板１０１を準備する（図１（ａ））。基板１０１の材料としては、シリコン、ガラス、セラミックス等を用いることができるがＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）等に広く用いられている結晶シリコン（Ｓｉ）が好適であり、本実施形態においては結晶シリコンを用いた例を説明する。
【００２５】
次に、基板１０１を加熱炉に入れ、１５００℃程度に所定時間保持して加熱し、基板１０１の表面に応力膜１０２となる熱酸化膜（石英：ＳｉＯ２）を形成する（図１（ｂ））。続いて、応力膜１０２が形成された基板１０１を常温まで冷却する。この時、基板１０１（Ｓｉ）と応力膜１０２（石英：ＳｉＯ２）の熱膨張係数の差により、応力膜１０２には、膜面に沿って伸長方向（矢印Ｘ１方向）の圧縮応力が発生する。尚、基板１０１の材料であるＳｉの熱膨張係数は３ｐｐｍ／Ｋ、応力膜１０２となるＳｉＯ２の熱膨張係数は０．５ｐｐｍ／Ｋである。
【００２６】
次に、基板１０１の裏面にＳｉＯ２膜ＭＡを成膜する（図１（ｃ））。ＳｉＯ２膜ＭＡの成膜方法としては、例えばＴＥＯＳ−ＣＶＤ法を用いることができる。続いて、ＳｉＯ２膜ＭＡの裏面に感光性樹脂をスピンコート法を用いて塗布した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターンニングし、レジスト膜Ｒを形成する（図１（ｄ））。続いて、レジスト膜Ｒをマスクとして、ＳｉＯ２膜ＭＡをＲＩＥ装置を用いてＣＨＦ３ガスによりドライエッチングすることで、パターン化されたＳｉＯ２膜Ｍを形成する（図１（ｅ））。尚ＳｉＯ２膜Ｍは、後工程で基板１０１に開口１０１ａを形成する際に用いるマスクとするものである。
【００２７】
次に、応力膜１０２の表面に下電極膜１０３を成膜する（図１（ｆ））。下電極膜１０３の材料としては、例えばチタン、白金等を用いることができる。下電極膜１０３の形成方法としては、例えばスパッタ法を用いることができる。続いて、下電極膜１０３が形成された基板１０１を常温まで冷却する。この時、スパッタ法の成膜条件により、下電極膜１０３には、膜面に沿って収縮方向（矢印Ｘ２方向）の引張応力が発生する。
【００２８】
次に、下電極膜１０３の表面に、変位膜１０４Ａを成膜する（図１（ｇ））。成膜された変位膜１０４Ａは、圧電特性が得られるペロブスカイト層の＜１１１＞に配向している。変位膜１０４の材料としては、例えば圧電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いることができる。変位膜１０４の形成方法としては、例えばスパッタ法を用いることができる。続いて、変位膜１０４が形成された基板１０１を常温まで冷却する。この時、スパッタ法の成膜条件により、変位膜１０４には、膜面に沿って収縮方向（矢印Ｘ３方向）の引張応力が発生する。
【００２９】
次に、変位膜１０４Ａの表面に感光性樹脂をスピンコート法を用いて塗布した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターンニングし、リフトオフレジスト膜Ｒを形成する（図１（ｈ））。続いて、リフトオフレジスト膜Ｒが形成された変位膜１０４Ａの表面に上電極膜１０５Ａを成膜する（図１（ｉ））。上電極膜１０５Ａの材料としては、例えばクロム、金を用いることができる。上電極膜１０５Ａの形成方法としては、例えば蒸着法を用いることができる。続いて、上電極膜１０５Ａが成膜された基板１０１を剥離液に浸漬しリフトオフレジスト膜Ｒをリフトオフすることで、パターン化された上電極膜１０５を形成する（図１（ｊ））。
【００３０】
次に、上電極膜１０５が形成された変位膜１０４Ａの表面に感光性樹脂をスピンコート法を用いて塗布した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターンニングし、上電極膜１０５の表面にレジスト膜Ｒを形成する（図１（ｋ））。続いて、レジスト膜Ｒをマスクとして、上電極膜１０５Ａが成膜された基板１０１をフッ硝酸に浸漬しエッチングすることで、パターン化された変位膜１０４を形成する（図１（ｌ））。
【００３１】
このようにして、応力膜１０２、下電極膜１０３、変位膜１０４、上電極膜１０５等から構成される薄膜層１０が形成される。
【００３２】
次に、基板１０１の裏面に形成しておいたＳｉＯ２膜Ｍをマスクとし、基板１０１をＩＣＰ装置のボッシュプロセスで深堀加工し、開口１０１ａを形成し（図１（ｍ））、薄膜アクチュエータ１を完成する。
【００３３】
この時、薄膜層の周縁が基板１０１に固定された状態となり、薄膜アクチュエータ１はダイヤフラム構造となる。そして、前述のように、応力膜１０２には伸長方向（矢印Ｘ１）の圧縮応力が、下電極膜１０３には収縮方向（矢印Ｘ２）の引張応力が、変位膜１０４には伸長方向（矢印Ｘ３）の引張応力が作用している。本実施形態においては、後述のように、これらの膜の応力バランスを適切に設定することにより、２つの電極（下電極膜１０３、上電極膜１０５）間に駆動信号（駆動電圧）が印加されてない状態すなわち非駆動時の薄膜層１０の初期応力が全体として圧縮応力すなわち膜面に沿って伸長方向の応力を有する構成とする。そして、薄膜層１０は、図１（ｍ）に示すように、基板１０１の開口１０１ａの方向に凸形状となる。
【００３４】
尚、各膜（応力膜１０２、下電極膜１０３、変位膜１０４）の応力の大きさは、膜を形成するときの成膜条件や膜の材料と基板１０１の材料の熱膨張係数の差異等で決まる。また、膜の変形量は、前述の応力に加えて、膜の厚み、面積、剛性等で決まる。膜の形状が円形のダイヤフラム構造の場合、膜の応力はその中心と周縁が大きくなる。後述の駆動時の変形を含めて、内部応力の値が材料の破壊応力の範囲内に収まるように、上記変数を調整し、応力の値を制御する。
【００３５】
次に、薄膜アクチュエータ１の駆動時の変形について、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、薄膜アクチュエータ１の非駆動時の態様を示す断面模式図、図２（ｂ）は、薄膜アクチュエータ１の駆動時の態様を示す断面模式図である。
【００３６】
ＰＺＴからなる変位膜１０４は、膜面に垂直な方向に誘電分極している（図２（ａ）；矢印Ｐ）。上電極膜１０５と下電極膜１０３の間にＡＣ電圧を印加すると（図２（ｂ）；矢印Ｅ）、変位膜１０４は、膜面に垂直な方向に伸縮するとともに、膜面に沿った方向に反対の位相で伸縮する（図２（ｂ）；矢印Ｘ）。変位膜１０４が膜面に沿った方向に伸縮することは、前述の内部応力が増減することに等しく、変位膜１０４は、膜面に垂直な方向に変位する（図２（ｂ）；矢印Ｙ）。
【００３７】
このような構成の薄膜アクチュエータ１において、本願発明者らは、薄膜層１０の非駆動時の初期応力と駆動時の変位量との関係について鋭意検討した結果、初期応力を所定の範囲の圧縮応力とすることで、駆動時により大きな変位量が得られることを見出した。
【００３８】
具体的には、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、薄膜層１０の初期応力と変位量との関係を示す図である。図３（ａ）中、実線は電極に電圧が印加されていない状態（非駆動時）での初期変位量、一点鎖線は正電圧が印加された状態（駆動時）での変位量、破線は負電圧が印加された状態（駆動時）での変位量を示す。図３（ｂ）は、薄膜層１０の初期応力と駆動時の変位量との関係を示す図である。図３（ｂ）中、実線は正電圧が印加された状態での初期変位からの変位量、すなわち図３（ａ）における一点鎖線と実線との差を示し、図３（ｂ）中、破線は負電圧が印加された状態での初期変位からの変位量、すなわち図３（ａ）における実線と破線との差を示す。ここで、正電圧とは、下電極膜１０３を基準に、上電極膜１０５に正の電圧を印加することを指し、負電圧とは、下電極膜１０３を基準に、上電極膜１０５に負の電圧を印加することを指す。尚、図３（ａ）、図３（ｂ）は、何れもシミュレーションによるものである。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、薄膜層１０の圧縮応力（初期応力）をゼロから大きくしていくと（図中；左方向）、初期変位量（図中；実線）は開口１０１ａ方向に向けて徐々に大きくなり（領域Ａ）、途中から急激に増大し（領域Ｂ）、その後、再び緩やかな変化となる（領域Ｃ）。すなわち、薄膜層１０の初期変位量は、圧縮応力の増加に伴いＳ字を描くような変化を示す。また、図３（ａ）に示すように、電圧が印加されていない状態（図中；実線）に対し、正電圧印加時、負電圧印加時ともに、その変位方向が途中（領域Ｃ）から反転する。
【００４０】
このような、薄膜層１０の圧縮応力（初期応力）に対する初期変位量の変化に対応して、薄膜層１０の圧縮応力（初期応力）に対する駆動時の変位量は、図３（ｂ）に示すように、薄膜層１０の圧縮応力（初期応力）をゼロから大きくしていくと（図中；左方向）、駆動時の変位量は徐々に大きくなり、途中から急激に増大し最大となる（図中、正電圧印加の場合；Ｅｐ１、負電圧印加の場合；Ｅｎ１）。その後、急激に減少し、変位方向が反転し後、略一定になる。
【００４１】
薄膜層１０の初期応力と駆動時の変位量とは、このような関係を示すことを発明者らは鋭意検討した結果見出した。
【００４２】
そこで、本発明の実施形態に係る薄膜アクチュエータ１においては、薄膜層１０は、非駆動時、膜面に沿った初期の圧縮応力を有する構成とし、該初期の圧縮応力の値を、駆動時、薄膜層１０の変位量を最大にする初期の圧縮応力の値（正電圧印加の場合；Ｅｐ１、負電圧印加の場合；Ｅｎ１）よりも小さくするようにした。これにより、より大きな変位量を得ることができる。好ましくは、初期の圧縮応力の値を、駆動時、薄膜層１０の変位量を最大の略半分にする圧縮応力の値（正電圧印加の場合；Ｅｐ２、負電圧印加の場合；Ｅｎ２）よりも小さくする。この場合は、大きな変位量をより安定して得ることができる。
【００４３】
このように、本発明の実施形態に係る薄膜アクチュエータ１においては、薄膜層１０は、非駆動時、膜面に沿った初期の圧縮応力を有する構成とし、該初期の圧縮応力の値を、駆動時、薄膜層１０の変位量を最大にする初期の圧縮応力の値よりも小さくするようにした。
【００４４】
薄膜層１０の変位量と圧縮応力とは非線形な関係にある。この為、圧縮応力を上記範囲で設定することにより、より大きな変位量を得ることができる。
【００４５】
また、薄膜層１０は、非駆動時、膜面に沿った初期の圧縮応力、すなわち膜面に沿って伸長方向の初期応力を有する構成とした。該初期の圧縮応力を上記の範囲で適切な値に設定することにより、前述の不感帯域を超えるのに必要な応力を該圧縮応力で賄うことができ、印加する駆動信号（駆動電圧）が小さい場合でも、薄膜層１０を、駆動電圧に応じて、膜面に垂直な方向へ変位させることができる。これにより、駆動効率を高めることができる。
【００４６】
次に、本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を図４を用いて説明する。図４は、インクジェットヘッド１Ａの概略構成を示す断面模式図である。
【００４７】
インクジェットヘッド１Ａは、図４に示すように、ノズル基板２、中間ガラス基板３、及びボディ基板（基板）１０１、応力膜１０２、共通電極膜（下電極膜）１０３、変位膜１０４、駆動電極膜（上電極膜）１０５等を有する前述の薄膜アクチュエータ１等から構成される。
【００４８】
ノズル基板２には、インクを吐出する複数の２段構成のノズル孔２ａが形成されている。ノズル基板２の材料としては、シリコン、ガラス、セラミックス材料等を用いることができるがシリコンが好適である。
【００４９】
ノズル基板２の上面側には、ノズル基板２のノズル孔２ａに対応した位置に孔３ａが形成された中間ガラス基板３が接合されている。中間ガラス基板２０の材料としては、硼珪酸ガラス等を用いることができる。
【００５０】
中間ガラス基板３の上面側には、薄膜アクチュエータ１のボディ基板１０１が接合されている。ボディ基板１０１の内側には、中間ガラス基板３を介してノズル基板２を接合することにより構成される圧力室（開口）１０１ａや図示しないインク供給路等が形成されている。圧力室１０１ａは、複数のノズル孔２ａに対応してそれぞれ形成されインクを収容する。
【００５１】
尚、ノズル基板２と中間ガラス基板３及びボディ基板１０１の接合には、例えば、特開２００８−９４０号公報に開示されている陽極接合技術等を用いることができる。
【００５２】
駆動電極膜１０５と共通電極膜１０３の間に、外部の図示しない駆動回路から駆動信号が印加されると、変位膜１０４は振動し、この振動がボディ基板１０１に形成されインクを収容する圧力室１０１ａの圧力を変化させ、ノズル基板２に形成されたノズル孔２ａからインク滴を吐出させる。
【００５３】
インクジェットヘッド１Ａの駆動素子として、前述の変位量が大きく、駆動効率の優れた薄膜アクチュエータ１を用いることにより、インク液滴を効率よく吐出することができる。
【実施例】
【００５４】
前述の図１に示した製造工程に沿って、薄膜アクチュエータ１を製造した。製造した薄膜アクチュエータ１を構成する各部材の材料、膜厚、形状・寸法、形成方法、及び初期応力等を下記表１に示す。尚、表１中、初期応力の＋符号は引張応力、−符号は圧縮応力を示す。また、下電極膜１０３、変位膜１０４のスパッタ法による成膜条件を下記表２に示す。
【００５５】
【表１】
0005556181.tif 000002
【００５６】
【表２】
0005556181.tif 000003
【００５７】
このような設定で各膜を形成することにより、応力膜１０２には伸長方向（図１（ｂ）；矢印Ｘ１）に−３５０ＭＰａの圧縮応力が、下電極膜１０３には収縮方向（図１（ｆ）；矢印Ｘ２）に＋９５０ＭＰａの引張応力が、変位膜１０４には伸長方向（図１（ｇ）；矢印Ｘ３）に＋１００ＭＰａの引張応力が発生した。そして、薄膜層１０には全体として−１００ＭＰａの圧縮応力が作用した。
【００５８】
一方、このような設定の場合、薄膜層１０の変位量を最大にする初期の圧縮応力の値は、正電圧印加の場合、−３７０ＭＰａ（図３（ｂ）；Ｅｐ１）、負電圧印加の場合、−３００ＭＰａ（図３（ｂ）；Ｅｎ１）である。また、薄膜層１０の変位量を最大の略半分にする初期の圧縮応力の値は、正電圧印加の場合、−２９０ＭＰａ（図３（ｂ）；Ｅｐ２）、負電圧印加の場合、−１８０ＭＰａ（図３（ｂ）；Ｅｎ２）である。
【００５９】
したがって、薄膜層１０の初期応力を全体として−１００ＭＰａの圧縮応力とすることにより、大きな変位量を安定して得られることが確認できた。
【００６０】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は前述の実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、適宜変更、改良が可能であることは勿論である。
【００６１】
例えば、前述の実施形態においては、応力膜１０２としてＳｉＯ２膜を用いたが、Ｓｉを窒化したＳｉＮ膜や他の金属膜、絶縁膜等を用いてもよい。また、変位膜１０４としてＰＺＴを用いたが、チタン酸バリウム等の圧電膜、チタンニッケル合金等の形状記憶合金膜、鉄ニッケル合金等のバイメタル等を用いてもよい。膜の材料により、剛性、破壊応力、熱膨張係数、形成時の加熱温度等に差異がある為、組み合わせることにより要求仕様に最適な初期変形形状、初期変形量、駆動変形量等を得ることができる。
【００６２】
また、前述の実施形態においては、薄膜層１０はダイヤフラム構造としたが、薄膜層１０の両端を固定した両もち梁構造であってもよい。この場合もダイヤフラム構造の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
また、前述の実施形態においては、基板１０１の上に、応力膜１０２、下電極膜１０３、変位膜１０４、上電極膜１０５の順に各膜を形成する構成としたが、基板１０１の上に、下電極膜１０３、変位膜１０４、上電極膜１０５、応力膜１０２の順に各膜を形成する構成としてもよい。この場合も前述の実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、前述の実施形態においては、応力膜１０２は圧縮応力、下電極膜１０３は引張応、変位膜１０４は圧縮応力を有する構成としたが、このような応力設定に限定されることなく、薄膜層１０の初期応力が全体として圧縮応力を有するような応力構成であればよい。
【符号の説明】
【００６５】
１Ａ  インクジェットヘッド
１  薄膜アクチュエータ
１０  薄膜層
１０１  基板（ボディ基板）
１０１ａ  開口（圧力室）
１０２  応力膜
１０３  下電極膜（共通電極膜）
１０４  変位膜
１０５  上電極膜（駆動電極膜）
２  ノズル基板
２ａ  ノズル孔
３  中間ガラス基板
３ａ  孔
【図１】
0005556181.tif 000004
【図２】
0005556181.tif 000005
【図３】
0005556181.tif 000006
【図４】
0005556181.tif 000007